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2021 年度 実績報告書

天然化合物の活性発現分子機構を解析するための統合的プラットフォーム構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H02073
研究機関早稲田大学

研究代表者

中尾 洋一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60282696)

研究分担者 新井 大祐  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (20624951)
町田 光史  早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (30778163)
松本 健  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (60222311)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード作用メカニズム解明 / 天然化合物
研究実績の概要

本研究では化合物の作用メカニズムを明らかにするためのプラットフォームを構築することを目的として、『①半田ビーズを用いた標的タンパク質の釣り上げ』に加え、『②shRNA/CRISPR-Cas9スクリーニング法』『③RNAシーケンス解析』『④セルベースヒストン修飾解析』という異なるレベルの機能的なスクリーニング・解析を行うことで、各種天然化合物の標的タンパク質や作用経路を絞り込むための研究を行った。
作用メカニズムに関わる遺伝子をゲノムワイドに探索するため、ヒトおよびマウスに対するレンチウイルスsgRNAライブラリーをAddgeneより入手し、『②shRNA/CRISPR-Cas9スクリーニング法』実験の準備を進めた。
2021年度は、海綿由来の細胞毒性天然環状ペプチド標的候補タンパク質としてミトコンドリアタンパク質のプロヒビチン1(PHB1)、PHB2、アデニンヌクレオチドトランスロカーゼ2(ANT2)を同定し、論文発表した。また、春ウコン由来のコロナリンDに強いアストロサイト分化促進活性を見出し、その作用がJAK/STAT signaling pathwayを介していることを明らかにして論文発表を行った。並行して、コロナリンDについて『②shRNA/CRISPR-Cas9スクリーニング法』による標的遺伝子の解析を行っている。
一方、マウスES細胞に対する効率的な遺伝子ノックイン手法を開発し論文発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

昨年(2021年)3月29日に研究室で火災が発生し、機器類が全損してしまったため、その後処理を行いつつ、仮の研究室への引っ越し作業などに上半期(4~10月)がほぼ費やされた。仮の研究室にて応急的な実験施設を整えたものの、機器類がそろっていないため研究の実施が大きく制限された状態が続いている。

今後の研究の推進方策

2022年度は6月頃をめどに修復した研究室での再スタートを予定している。幸い海洋生物サンプルは外部の冷凍施設に預けてあったため、無傷の状態で保存されているので、6月以降は研究の再開可能となり遅れを取り戻せると考えている。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Coronarin D, a metabolite from the wild turmeric, Curcuma aromatica, promotes the differentiation of neural stem cells into astrocytes.2022

    • 著者名/発表者名
      Otsuka, S.; Kawamura, M.; Fujino, S.; Nakamura, F.; Arai, D.; Fusetani, N.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      J. Agr. Food Chem.

      巻: 70 ページ: 3300-3309

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.2c00020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation and Application of a Chemical Probe for Identifying the Targets of the Marine Cyclic Peptide Kapakahine A.2022

    • 著者名/発表者名
      Kamihira, R.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 ページ: 1072

    • DOI

      10.3390/molecules27031072

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] クローズアップ実験法 BiPoD:正確かつ高効率な両アレルノックイン新手法2022

    • 著者名/発表者名
      新井大祐,中尾洋一
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 40 ページ: 459-464

  • [雑誌論文] Efficient biallelic knock-in in mouse embryonic stem cells by in vivo-linearization of donor and transient inhibition of DNA polymerase θ/DNA-PK.2021

    • 著者名/発表者名
      Arai, D.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 11 ページ: 18132

    • DOI

      10.1038/s41598-021-97579-8.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Histone modification, cell differentiation, and chemical epigenomics of food ingredients2021

    • 著者名/発表者名
      Nakao, Y.
    • 学会等名
      2021環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improvement of homology-directed repair-mediated knock-in efficiency in mouse embryonic stem cells by using small compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Arai, D.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2021環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Small-scale preparation of chemical probes from marine cyclic peptides, kapakahines A and F2021

    • 著者名/発表者名
      Kamihira, R.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2021環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for the Marine Natural Compounds from the Mixtures of Deep-Sea Invertebrates2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, F.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2021環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] マウスES細胞に対する高効率な両アリルノックイン手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      新井大祐,中尾洋一
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 奄美大島産Xestospongia属海綿に含まれるヒストン修飾調節活性を有する化合物の探索2021

    • 著者名/発表者名
      相原功志,中尾洋一
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] ショウガ由来の神経分化調節活性化合物の探索2021

    • 著者名/発表者名
      石塚大樹,中尾洋一
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] スリランカ産シナモン由来神経幹細胞分化調節活性物質の探索2021

    • 著者名/発表者名
      玉澤理彩,中尾洋一
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [備考] プレスリリース 春ウコンに含まれる3つの生物活性成分を同定

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/78918

  • [備考] プレスリリース ノックイン新手法 BiPoD を開発

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/74930

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公開日: 2022-12-28  

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